Осадочные горные породы как полезные ископаемые

Добрый день, дорогой мой читатель. Сегодня я расскажу тебе о том, что такое осадочные и магматические полезные ископаемые, чем они отличаются друг от друга, как образовываются, классифицируются и каковы географические закономерности размещения их не только в России, но и в других частях света.

Полезными ископаемыми можно назвать те вещества и минералы на нашей земле, которые целесообразно и полезно экономически извлекать из ее недр.

Эти полезные образования нашей планеты после переработки используются в промышленности и народном хозяйстве.

Состав полезных ископаемых в литосфере (оболочке) нашей земли различен по структуре и свойствам, и как утверждают ученые-специалисты, включает в себя тысячи скоплений минеральных пород.

Виды и группы горных пород полезных ископаемых

Благодаря не всегда видимым, но постоянным движениям земной коры в толще земли происходят различные изменения и преобразования. Под действием геологических (термодинамических) процессов — высоких температур и большого давления постоянно меняется химический состав и сам облик горных пород. Основу их происхождения от общего количества групп составляют:

более ранние метаморфические породы – 20%,
магматические породы – 70%,
осадочные породы – 10%.

Группы этих пород ископаемых имеют свои присущие только им различия, несмотря на то, что предшествуют друг другу.

В результате различных физических явлений в минеральных и органических веществах происходят разнообразные процессы.

Из-за сложных и простых химических реакций изменяются и образуются новые свойства веществ, которые способны происходить как на суше, так и в водной среде.Так метаморфические породы возникли в результате преобразования осадочных и магматических пород и включают в себя два вида –

образовавшиеся из магматических пород,
образовавшиеся из осадочных пород.

Магматические породы образовались из густой расплавленной магмы или лавы и включают в себя также два вида –

глубинные,
излившиеся.

Осадочные породы возникли в результате различных отложений и осаждений и включают в себя уже три вида –

обломочные,
химические,
органические.

Процессы образования и происхождения на земле новых полезных веществ

Считается, что в давние времена — около пяти миллиардов лет тому назад разнообразные процессы сформировали нашу землю. В начале, ее поверхность была очень горячей, но постепенно под действием многих атмосферных явлений и природных факторов она начала остывать, образуя теплый поверхностный слой.

Температура поверхности земли стала уже другой, хотя в ее недрах она достаточно мало изменилась и многие вещества по-прежнему находились в расплавленном виде.

Так время от времени из жерла активных вулканов вытекает легкоподвижная раскаленная магма, распространяющаяся порой на многие тысячи километров.

По мере своего продвижения магма вулкана быстро остывает, а в результате некоторых воздействий она меняет свои свойства. Частицы застывшего вещества накапливаясь, осаждаются и уплотняются. В результате выветривания она дробится, крошится и осыпается.

На поверхности и в глубине подвижных слоев протекают различные химические процессы, происходят изменения температуры и давления.

Меняется и сама внутренняя структура веществ минералов, которая приобретает новые геологические свойства к воздействию окружающей среды:

стойкость,
прочность,
крепость.

Застывшая горная порода под своим весом со временем вновь погружается в зону высоких температур, где разогреваясь и плавясь, превращается вновь в магму. То есть происходит так называемый кругооборот веществ в природе.

С каждым таким витков по спирали происходят сложные химические преобразования, в результате которых появляются новые вещества.

Классификация осадочных и магматических пород

Основные группы полезных образований, о которых я упоминала чуть выше, — осадочные, магматические и метаморфические горные породы, состоят из различных, минералов и их ассоциаций.

Само название — осадочные породы указывает на то, что возникли они в процессе осаждения различных минеральных веществ из воздушной или из водной среды. Классифицируя их виды, можно сказать, что осадочные породы, это обломочный материал, образовавшийся из огромных каменных глыб и обломков, скатывающихся с горных вершин и их склонов.

Эти горные породы делятся на твердые и рыхлые. Их примеры:

рыхлые – это песок и глина,
твердые – это глинистые сланцы, песчаники и конгломераты(сцементированные природой округлые камни).

Если задуматься каковы закономерности размещения месторождений этого класса, то можно утверждать, что продукты механического и химического выветривания — пески и глины более всего распространены по всей поверхности нашей земли, как в Австралии, так и в России. Основное применение свое рыхлые породы нашли в строительном деле:

при бетонировании и производстве черепицы,
при производстве стекла, посуды и керамики,
в кирпичном производстве и гончарном деле,
в изготовлении огнеупорных материалов.

Твердые же спрессованные породы — песчаники, особенно кремниевые и железистые применяются как строительный материал для изготовления точильных камней и жерновов.

Глинистые сланцы отличный строительный материал для шиферной кровли и плит с аспидными досками.

Сцементированные округлые конгломераты также применяются в строительном деле и в укладке дорожных покрытий — галька и гравий, щебень и валуны.

Само название – химические породы указывает на то, что возникли они в результате различных химических процессов путем оседания природных реактивов из водной среды.

Их область распространения также широка, а кроме нашей страны и Австралии, они распространены в Африке и южной Америке. К ним можно отнести такие твердые пористые породы как:

гипс и известковый туф,
кальцит и доломит,
каменная и поваренная соль.

Само название – органические породы говорит о том, что их материалом служили остатки жизнедеятельности живых микроорганизмов, как животных, так и растений.

Их также можно классифицировать на ископаемые угли и известковые породы. Примерами известняковых пород является –

мел и известняк,
мергель и туф,
мрамор и известняк-ракушечник,
уголь и песчаник,
нефть и газ.

Известняк ракушечник Белый мел – землистое растирающееся вещество, состоящее из мелких микроскопических скелетных образований панцирей и раковин древних морских организмов.

Используют мел в качестве пишущего инвентаря и для побелки, получения извести и производства цемента, резинотехнических и пластмассовых изделий.

Известняки имеют большую прочность и разнообразие в своем составе, строении и окраске.

Плотный известняк образовался уже из крупных организмов — раковин и скелетных останков животных и растений. Так раковый известняк это типичный ракушечник.

Рыхлую камнеподобную структуру смешанного состава имеют так называемые мергели, которые являются промежуточным звеном между глинами и известняками. Их часто используют в производстве цемента.Все различные ископаемые угли объединяются по типу их образования и происхождения, а также по внешнему виду и свойствам. Все их можно классифицировать так:

бурые угли,
каменные угли,
высококачественные антрациты.

Сюда же можно отнести и землистую торфяную массу – торф, состоящую из многовековых растительных и животных остатков – древесины и листьев, ветвей и мхов, водных растений и планктона.

Эти органические донные отложения водоемов с большим количеством клетчатки образовали илистые биологически активные вещества, которые стали первоосновой в возникновении всех ископаемых углей. Поэтому неудивительно, почему находят на равнинах эти полезные ископаемые.

По окаменевшим останкам древних вымерших организмов и следам их жизнедеятельности можно определить, что за виды растений и животных миллионы лет назад обитали на нашей земле и в какой исторический период.

Само название — магматические глубинные породы указывает на то, что они появились при помощи высокого давления в глубине земной коры из раскаленного расплава вулканической магмы.

В состав этих глубинных плотных полнокристаллических пород входят –

гранит и габбро,
лабрадорит и диорит,
алмаз и кварц,
обсидиан и диабез.

Излившиеся лавы магматических пород, извержений вулканов при низком давлении и относительно невысокой температуре постепенно продвигаясь и затвердевая, превратились в твердое кристаллизующееся вещество, в котором были растворены газы, жидкости и кристаллы минералов. В их состав входят –

пемза и базальт,
вулканический туф,
оксидиан и андезит,
слюда и амфиболы,
липарит и вулканическое стекло.

Вулканическое стекло Некоторые магматические породы особо устойчивы к эрозии, но есть и такие, которые от перепада температур, воздействия солнца, ветра и воды разрушаются, превращаясь со временем в сыпучие обломки осадочных пород. Таковы все осадочные и магматические породы полезных ископаемых.

А на сегодня это все. Надеюсь, вам понравилась моя статья об осадочных и магматических полезных ископаемых России и других частей света. Надеюсь, вы узнали из нее много полезного для себя.

Может быть, и вам приходилось в живой природе встречаться с этими полезными ископаемыми или использовать их, напишите об этом в ваших комментариях, мне будет интересно об этом прочесть. А теперь разрешите с вами попрощаться и до новых встреч.

Предлагаю Вам подписаться на обновления блога. А также вы можете поставить свою оценку статье по 10 системе, отметив ее определенным количеством звездочек. Приходите ко мне в гости и приводите друзей, ведь этот сайт создан специально для вас. Я уверена, что вы обязательно найдете здесь много полезной и интересной информации.

Источник

Происхождение осадочных горных пород

Происхождение горного материала

Осадочный материал существует в термодинамических условиях. Он возникает в поверхностной части земной коры. ОГП занимают почти три четверти площади материков, поэтому люди всегда с ними сталкиваются во время геологических работ. Природный материал формируется, когда выветриваются и разрушаются разные породы под воздействием жидкости, колебания температур и других факторов. Также они образуются из продуктов жизнедеятельности организмов или осадков из водной среды.

Основные типы и примеры природного материала

ОГП появляются на основе минеральных компонентов разрушенных полезных ископаемых. Большинство форм залегания естественного материала находят в виде пластов и слоёв. С ними связаны многие месторождения камней и других минералов. В таких образованиях сохранились останки многих вымерших организмов, с помощью которых возможно узнать историю развития разных уголков Земли.

При определении классификаций осадочных горных пород учитывались особенности формирования осадков в физико-механических и химических условиях, которые затем привели к появлению ОГП. Большую часть работы по этому вопросу проделал геолог Н. М. Страхов. На основе изученных свойств геологических материалов литологии научились определять и условия формирования горных пород.

Основные разновидности

Существует несколько групп ОГП, которые делятся по различным признакам. По генезу (механизму и условиям формирования) учёные составили список из четырех типов природных материалов. В учебной литературе можно найти таблицы с главными группами осадочных горных пород с примерами:

Типы осадочных горных пород

Хемогенные. Формируются на основе выпадающих из водных растворов солей. Примеры — ангидрит, боксит, доломит, каменная соль, мирабилит.
Обломочные. Неорганические породы, как алевролит, аргиллит, брекчия и песчаник, образуются в результате скоплений обломков разных полезных ископаемых.
Органогенные. Появляются из остатков организмов животного или растительного происхождения. К таким видам пород относятся диатомиты, каменный уголь, коралловые известняки, торф.
Смешанные. Ископаемые образуются сразу несколькими способами и представляют собой туфогравелиты, туффиты, туффопесчаники.

Между перечисленными группами ОГП можно наблюдать переходы, которые возникают из-за смешанных материалов разного происхождения. С появлением осадочных пород связаны слоистость и залегание образований в виде пластов.

Процесс литогенеза

Состав и структура ОГП формируются под влиянием её генезиса. Литогенез, представляющий собой совокупность геологических процессов, также определяет свойства осадочных пород.

Процесс литогенеза по стадиям

Вещества, которые образовались при разрушении различных горных пород, переносятся ветром и отлагаются, формируя осадочные обломки. Накапливаются ОГП на дне водоёмов и поверхности суши. Со временем рыхлые скопления уплотняются и приобретают определённую структуру. Все эти процессы представляют собой стадии:

Седиментогенез процесс

Гипергенез. Сначала разрушаются кристаллические и иные породы, а затем сформировываются новые твёрдые ископаемые и растворы.
Седиментогенез. Полученные вещества переносятся и откладываются на поверхности, образуя осадок.
Диагенез. Отложения превращаются в новую породу.
Катагенез. В получившемся материале происходят первые изменения.
Метагенез. В конце литогенеза осадочная порода преобразуется в метаморфизованные месторождения.

Последние две стадии часто объединяют в один этап — эпигенез. Преобразования осадочных веществ проходят по-разному. В процессах участвуют и факторы окружающей среды: физико-химические условия, давление, движение воздуха, скорость течения воды и так далее.

Вещественный состав

Поскольку типы ОГП отличаются по источнику происхождения и особенностям процессов породообразования, они отличаются минеральным составом, в который могут входить различные химические элементы из таблицы Менделеева. Сложные единства содержат разнородные составляющие в виде реликтовых минералов, продукты разложения глин или слюд, экзогенные новообразования из истинных и коллоидных растворов.

Компоненты ОГП делят на две группы:

Вещественный состав ОГП

Аллотигенные. Вещества представляют собой обломки, вулканогенный материал, терригенные или космогенные компоненты. Они поступают с суши или со дна водоёмов. Вещества переносятся путём волочения или в качестве механической взвеси, превращаясь в осадок. Аллотигенные составляющие противостоят гипергенному воздействию. Примеры минеральных компонентов — каолинит, кварц, дистен, полевые шпаты, ставролит, циркон. Степень механической обработки влияет на форму породы, которая бывает сферической, угловато-окатанной или неокатанной.
Аутигенные. Эти вещества появляются в осадочных породах на различных этапах формирования. Составляющими будущих ОГП являются гидроксиды, глина, соли, сульфаты, глауконит, хлориты, фосфаты, сульфиды некоторых металлов и другие соединения. Природу веществ определяют по идиоморфности в порах и полостях, структуре зёрен, сферолитовому и оолитовому строению, сочетанию или замещению с иными минералами.

По стадии формирования аутигенные компоненты также группируют на диагенетические, катагенетические, метагенетические, седиментационные и элювиальные. Составляющие отображают физико-химические условия, в которых образовались минералы.

Структура минералов

Осадочные породы характеризуются разнообразной структурой, особенности которой зависят от компонентов ОГП. Её устанавливают по диаметру зёрен, однако их определение нельзя назвать однозначным.

Для каждого типа пород свойственна определённая структура:

Структура минералов

Обломочные: грубообломочная, песчаная, алевритовая, пелитовая, смешанная.
Хемогенные: грубокристаллическая, крупнокристаллическая, среднекристаллическая, микрокристаллическая, тонкокристаллическая, микрокристаллическая.
Биогенные: биоморфные, или цельнораковинные (название обусловлено тем, что породы состоят из целых раковин или скелетов организмов), детриусовые (или биокластовые).

При характеристике структуры ОПГ смотрят и на её пористость. Она свойственна всем осадочным материалам, не считая плотных химических веществ. Поры бывают различных размеров. Кроме того, в них могут находиться газ, вода или органические вещества.

Вещественный состав, разновидности слоёв по структуре

Часто осадочные породы залегают в виде слоёв, формирующихся при накоплении веществ в воздухе и воде. Микрослоистость характерна для отложения в реках и озёрах. В горной породе могут быть одиночные прослои, отличающиеся составом и структурой от основной ОГП. Например, в песке может залегать тонкий глинистый слой.

Пласты занимают более значительную площадь. В них резко различаются слои отличных составов. Пласты ограничиваются с обеих сторон чётко выраженными поверхностями, которые называют кровля (верхняя) и ложе (нижняя). Мощность покрытия выражена в расстоянии между слоями. Высокий показатель наблюдается у морских отложений. Небольшая мощность характерна для материковых образований четвертичной системы. Комплекс слоёв с одинаковым объёмом, сходным составом и временем происхождения называется толща.

Сформировавшиеся горные породы покрывают своеобразной оболочкой отложения метаморфического и магматического происхождения. Хотя осадочный материал составляет всего 5% земной коры, он покрывает огромную поверхность планеты, поэтому люди строят различные сооружения в основном на них.

Источник

У этих пород бурная история: они видели динозавров, пережили всемирный потоп, другие катаклизмы. А сегодня делают жизнь людей легче и приятнее.

Что представляют собой

Осадочные горные породы – разрушенные или перемещенные ветром, смытые водой фрагменты пород (магматических либо метаморфических).

Это результат нескольких процессов:

Перемещение и разрушение других пород.
Выпадение химических элементов и соединений из воды.
Концентрация продуктов жизнедеятельности биологических организмов.

Разнообразие «осадочной» группы не отменяет объединяющих свойств пород. Это твердость не выше средней, полиминеральный состав, слоистость структуры, залегание пластами.

Они формируются на поверхности или небольших глубинах суши, дне водоемов при малой температуре и давлении, осаждаясь из воздуха или воды.

Породы этой группы составляют десятую часть земной коры, но «расползлись» на три четверти поверхности Земли.

Их изучает наука литология. За пределами России она называется седиментологией (от латинского sedimentum – осадок).

Стадии формирования

Осадочные породы разных видов формируются миллионы лет. Но этапы процесса образования идентичны.

Диагенез

Осадок на суше либо дне водоема – это нестойкое образование из компонентов разного агрегатного состояния (твердые частицы, газы, жидкости).

Под влиянием биоорганизмов в его толще и внешних природных процессов запускается процесс преобразования:

Залегающие выше слои уплотняют осадок, что ведет к его первичному обезвоживанию, растворению, выведению неустойчивых компонентов (то есть перекристаллизации).
Разложение останков растений, животных изменяет химические параметры осадка.
Финальная стадия этапа – прекращение жизнедеятельности большинства биоорганизмов, стабилизация связки «внешняя среда – осадочный материал».

Диагенез занимает десятки или сотни тысяч лет, во время которых создается осадочный слой толщиной 12-55 м, иногда больше.

Катагенез

На этой стадии происходят кардинальные преобразования по структуре, текстуре, минералогическому составу.

Они обусловлены влиянием внешней среды: температуры, давления, минералогического состава воды, радиации.

Осадочные пласты еще больше уплотняются, окончательно обезвоживаются, избавляются от неустойчивых соединений, биоорганизмов.

Результатом становится образование новых минералов.

Метагенез

Преобразование осадочных пластов на данной стадии обусловлено теми же, но более выраженными природными факторами:

Степень минерализации, насыщенности газами вод, температура выше.
Окислительно-восстановительный (Eh), водородный (рН) показатели меняются.

Результат – максимальное уплотнение осадочного материала, изменение минерального состава, структуры, текстуры. Зерна укрупняются, исчезает хаотичность в расположении, обнуляется присутствие останков фауны.

В финале осадочные породы перемещаются в группу метаморфических.

Способ образования

По способу образования выделяют следующие классы пород:

Механогенные. Образцы механического разрушения, сохранившие свойства минералов. Известны также как терригенные и обломочные породы – по источнику исходного материала, механизму формирования, переноса, составу. Могут формироваться на дне водоемов.
Хемогенные. Формируются осаждением минералов из воды, других растворов.
Органогенные. Создаются аналогично хемогенным, но из органических компонентов.
Смешанные. Образцы переходного типа, созданные перемешиванием материалов осадочного и другого происхождения. Фактически промежуточное звено между вулканическими и осадочными породами.

Возраст в сотни миллионов лет, природные катаклизмы плюс условия формирования обусловили расплывчатость, переходные стадии между группами осадочных пород.

Осадочные породы называются вторичными.

Классификация

Разработано деление пород осадочного происхождения на группы в соответствии с физико-химическими характеристиками.

Обломочные

Состоят из обломков минералов, останков биологических организмов (известковые стволы, ветви деревьев, скелеты животных).

Эту группу составляют алевриты, галечники, пески и их фрагменты.

Обломки бывают сцементированы глинистым веществом разного состава: железистым, кремнистым, карбонатным. Но плотность все равно мала – максимум 2 г/см3.

Габариты обломков – от 0,01 до 10+ мм. У них разная форма (почти всегда гладкая, но не обязательно круглая).

Вулканогенно-обломочные

Чаще фигурируют в литературе как вулканогенно-осадочные или пирокластические.

Порождены вулканизмом, поэтому их находят вблизи вулканов – действующих или спящих сотни лет. Причем на суше или под водой.

Фактически это смесь продуктов извержения вулканов: пеплов, пемзы, песков, шлаков.

Пемза в природе

Глинистые

Дисперсные продукты – результат химического преобразования алюмосиликатных и силикатных компонентов материнских пород.

Группа объединяет более полусотни позиций с разным минеральным, химическим и органическим составом.

Общая характеристика глинистых пород – доминирование частиц микроскопических габаритов (0,01-0,001 мм).

Выделено два типа – собственно глины и аргиллиты.

Биохимические

Биохемогенные и органогенные породы созданы в результате осаждения из растворов или концентрации органических веществ. В процессе задействованы разные организмы либо продукты их жизнедеятельности.

Это нефть, уголь, торф.

Типичные представители

Номенклатура минералов осадочного происхождения насчитывает сотни названий.

Самые востребованные:

Доломит. Ценится материал скрытокристаллической структуры (по описанию напоминает фарфор).
Кристалл доломита
Гипс. Особо востребованы разновидности алебастр и волокнистый (селенит) – белого либо желтовато-розового цвета с шелковистым блеском.
Песчаник. Разновидности: гипсовый, глауконитовый, глинистый, железистый, известковистый, кварцевый, кремнистый, слюдистый. Определяются по доминирующему материалу.
Аргиллит. Плотная темно-серая глина.
Галит. Каменная соль.
Известняк. Разновидности: ракушечник, коралловый(из коралловых полипов), мел, кальцит, туф.
Мергель. Совокупность осадочных пород серых или бурых оттенков из глины, доломита и известняка.
Мергель
Диатомит. Основа – опал. Плюс глинистые минералы, кварц, остатки морских организмов (раковин диатомей, губок, радиолярий).
Трепел. Выглядит как диатомит. Отличить возможно только на спецаппаратуре.
Торф. Материал из недоперегнивших фрагментов растений.
Уголь. Разновидности: бурый, каменный, антрацит. Последний самый энергетически выгодный.
Нефть. Состоит из углерода, водорода, соединений кислорода, серы, азота. Плюс органические и неорганические примеси.
Асфальт. Плотная горная смолас доминированием водорода и углерода в составе.
Озокерит (горный воск). Получается, когда из насыщенной парафинами нефти улетучиваются легкие компоненты. Выглядит как пчелиный воск, но темнее. Горюч.

К осадочным горным породам относится опал и янтарь.

Камень огненный опал

Опалы – это окаменевшие деревья и скелеты мелких животных, янтарь – затвердевшая смола хвойных деревьев возрастом 26-31 млн. лет.

Янтарь зеленого цвета

Где используются

Сырье осадочного происхождения присутствует повсеместно:

Из него возводят дома и другие здания.
Им укладывают автотрассы, железнодорожное полотно, садовые дорожки.
Уголь, нефть, торф, газ используется как источник тепла и света.
Это десятки видов изделий химической, металлургической, стекольной промышленности.
Озокеритом лечат или оздораливают организм.
Без соли еда невкусная.

Сырье осадочного происхождения недорого, по высокой цене идут лишь декоративное материалы. Например, разновидность известкового туфа травертин. Ее используют как покрытие стен, каминов, материал столешниц, других подобных изделий. Янтарь и опал забирают ювелиры, собиратели минералогических коллекций.

Осадочные породы добывают по всей планете миллионами тонн, добыча ведется открытым или шахтным способом.

Значение для науки

Возраст осадочных горных пород – 55 — 280 млн. лет. Кроме практического применения, они – союзник ученых.

В осадочных слоях находят остатки вымерших организмов хорошей сохранности. По ним восстанавливается геологическая, биологическая, климатическая история планеты за сотни миллионов лет.

Например, бурый уголь изучают палеоботаники. Глыбы сохраняют отпечатки флоры, произраставшей на Земле эпохи динозавров или раньше.

Источник